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1、1 第三章第三章压力和差压测量压力和差压测量2 主要内容主要内容主要内容主要内容3.1 3.1 3.1 3.1 压力和差压的基本概念压力和差压的基本概念压力和差压的基本概念压力和差压的基本概念3.2 3.2 3.2 3.2 液柱式压力计液柱式压力计液柱式压力计液柱式压力计3.3 3.3 3.3 3.3 弹性元件及弹性压力表弹性元件及弹性压力表弹性元件及弹性压力表弹性元件及弹性压力表3.4 3.4 3.4 3.4 压阻、压电式压力计压阻、压电式压力计压阻、压电式压力计压阻、压电式压力计3.5 3.5 3.5 3.5 压力计的选择、安装和校准压力计的选择、安装和校准压力计的选择、安装和校准压力计的
2、选择、安装和校准3 3.1 3.1 3.1 3.1 压力和差压的基本概念压力和差压的基本概念压力和差压的基本概念压力和差压的基本概念4 3.1.1 3.1.1 3.1.1 3.1.1 基本概念基本概念基本概念基本概念?压力：压力：介质垂直作用在单位面积上的力，即物理学的压强。?差压：差压：两个压力之差。?表示方法：表示方法：?绝对压力：介质垂直作用在单位面积上的全部压力；绝对压力：介质垂直作用在单位面积上的全部压力；?大气压力：由地球表面空气质量所形成的压力；大气压力：由地球表面空气质量所形成的压力；?表 压 力：绝对压力与当地大气压之差（表 压 力：绝对压力与当地大气压之差（压力计的显示值都
3、是表压力，即通入仪表的压力是绝对压力，显示的是表压力压力计的显示值都是表压力，即通入仪表的压力是绝对压力，显示的是表压力）。）。?真空度（负压）：当绝对压力小于大气压力时，表压力为负值（负压力），其绝对值为真空度。真空度（负压）：当绝对压力小于大气压力时，表压力为负值（负压力），其绝对值为真空度。?差压：任意两个压力之差称为差压。差压：任意两个压力之差称为差压。负压绝对压力=大气压力+表压力5 3.1.2 3.1.2 3.1.2 3.1.2 压力单位压力单位压力单位压力单位国际单位：帕斯卡（帕、Pa）1Pa=1牛顿/米2（Nm2），工程上常用kPa，MPa。习惯常用：工程大气压kgfcm2、m
4、mH2O、mmHg等。3.1.3 3.1.3 3.1.3 3.1.3 压力的常用测量方法压力的常用测量方法压力的常用测量方法压力的常用测量方法?重力平衡方法：重力平衡方法：液柱式压力计、活塞式压力计?弹性力平衡方法：弹性力平衡方法：弹簧管式压力计?物性测量法：物性测量法：应变式、压电式、电容式压力传感器?机械力平衡方法：机械力平衡方法：用已知外力平衡压力产生的力1、根据工作原理的不同划分、根据工作原理的不同划分6?机械式：机械式：液柱式、活塞式、弹性元件式；液柱式、活塞式、弹性元件式；（结构简单，使用方便，价格低廉）（结构简单，使用方便，价格低廉）?电气式：电气式：压电式、压阻式、压磁式。压电
5、式、压阻式、压磁式。（动态性能好，灵敏度高，易于小型化，便于远传，目前正在发展）（动态性能好，灵敏度高，易于小型化，便于远传，目前正在发展）2、根据信号不同划分、根据信号不同划分7 3.2 3.2 3.2 3.2 液柱式压力计液柱式压力计液柱式压力计液柱式压力计?原理：原理：流体静力学原理，流体内某一点的静压力，由这一点的高度，流体的密度和外加压力决定。?应用：应用：0.1MPa以下的压力、差压和负压，也常作为校验低压和微压仪表的标准仪器。?特点：特点：简单，使用方便，精度较高；体积大，读数不便，不能远方测量，易损坏。8 3.2.1 U3.2.1 U型管压力型管压力型管压力型管压力9 数学模型
6、：数学模型：?设P1被测压力；P2参比压力（多为大气压），当P1P2时，液柱的高度差（h1+h2）：?由流体静力学知：在连续同一均质液体中，同一高度上的静压力相等。以AA面为基准高度，由压力平衡知：)hg(h)h-g(HP)hg(HP212211+=+2110 特殊情况特殊情况：若1=2，则：P1=P2+g(-1)(h1+h2)若1=2且1h读数的相对误差越小。(不能小于15度，否则会引起读数困难。)3.2.2 几种变形仪3.2.2 几种变形仪12 1.公式可见，P1.公式可见，P1 1一定时P一定时P2 2，g，g，1 1，2 2，参数变化可能引起误差；，参数变化可能引起误差；2.毛细现象（
7、表面张力）影响：管中封液的分界面也不是水平的，呈弯月面，从而使得液面升高或是降低，引起附加误差；2.毛细现象（表面张力）影响：管中封液的分界面也不是水平的，呈弯月面，从而使得液面升高或是降低，引起附加误差；此误差与封液的种类、管内径有关;内径细，则误差高，一般要求内径大于68mm。对于一定的结构的封液的压力计，毛细现象引起的读数误差是一定的。（水2mm,Hg1mm），不随液面的高低变属于系统误差，很易修正。此误差与封液的种类、管内径有关;内径细，则误差高，一般要求内径大于68mm。对于一定的结构的封液的压力计，毛细现象引起的读数误差是一定的。（水2mm,Hg 2D，离下游阻力件的距离 3D；在管壁的位置：保证只有单相流体进入压力信号管，防止水塞，气塞。35 1、静态校准 校准方法 常用的压力校准仪器将被校表与标准表的示值在相同条件下比较将被校表的示值与标准压力比较液柱式压力计活塞式压力计高精度标准表的压力校验泵3.5.3 3.5.3 压力检测仪表的校压力检测仪表的校压力检测仪表的校压力检测仪表的校36 37 2、动态校准 标准动态压力信号分为两类：（1）稳态周期性压力信号源机械正弦压力发生器、凸轮控制喷嘴、电磁谐振器（2）非稳态压力信号源激波管、闭式爆炸器、快速卸载阀、落锤液压动校装置38